TWI573627B - Liquid dispensing device and coating device - Google Patents

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TWI573627B
TWI573627B TW102108213A TW102108213A TWI573627B TW I573627 B TWI573627 B TW I573627B TW 102108213 A TW102108213 A TW 102108213A TW 102108213 A TW102108213 A TW 102108213A TW I573627 B TWI573627 B TW I573627B
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Inventor
Kazumasa Ikushima
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Musashi Engineering Inc
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Description

液體定量吐出裝置及塗佈裝置
本發明係關於一種藉由活塞之驅動而向計量孔內抽吸液體，且藉由活塞之驅動而吐出已抽吸於計量孔內之液體的液體定量吐出裝置、其塗佈裝置及液體定量吐出方法。
作為吐出定量之液體之裝置，已知有如下之裝置：藉由活塞之驅動而向計量孔(缸)內抽吸液體，且藉由活塞之驅動而吐出已抽吸於計量孔內之液體。其中，至此為止提出有各種具備數個活塞或計量孔之裝置。於具備數個活塞或計量孔的類型中，設法輪流進行抽吸與吐出而減少抽吸與吐出時浪費之時間。於包括該等數個活塞或計量孔之裝置中，存在如下之裝置：藉由一個多向閥切換數個計量孔或液體供給口、液體排出口所連接之流路。若根據活塞之形式而大致區分該等裝置，則存在如下者：如專利文獻1，於活塞之單側進行液體之抽吸‧吐出；如專利文獻2，於活塞之兩側進行液體之抽吸‧吐出。
專利文獻1中所揭示之方法係如下者。於壓送高黏度塗料之塗料壓送管路中插裝塗料缸，並且配設將該塗料缸與活塞桿頭彼此連結之油壓缸。而且，將自塗料壓送泵壓送之高黏度塗料送給至塗料缸內並暫時蓄積，繼而，向油壓缸注入作動油而使該活塞桿伸長，藉此使塗料缸之活塞桿收縮而通過塗料壓送管路，將蓄積於塗料缸內之高黏度塗料供給至無氣塗裝機。
又，專利文獻2中所揭示之裝置係如下者。將直徑相同之一對柱塞泵以同軸且其圓筒孔之開放端對向之方式排列，且以可對兩圓筒間隔進行調整之狀態將柱塞一體地結合。而且，以如下方式構成：交替地重複進行向一泵出口管供給加壓液、且使另一泵出口管向外氣開放的動作，使結合成一體之柱塞藉由作用於柱塞之兩圓筒孔內之液壓差而於兩圓筒孔內往復滑動，從而自向外氣開放之出口管交替地排出固定量之液體。根據兩圓筒間之間隔而調整柱塞之滑動幅度，從而可將交替地自兩泵之出口管排出之液量設定為所期望之值。
另外，申請人於專利文獻3中提出有一種氣泡混入防止機構，其係於具備具有與噴嘴連通之流路之計量部、及於計量部之流路內往復移動之柱塞的吐出裝置中，可安裝於該計量部之與噴嘴相反側之端部者，且包含：第一孔，其與計量部之流路連通且柱塞於其內部往復移動；第一密封構件，其設置於第一孔之噴嘴側之端部；第二密封構件，其設置於第一孔之與噴嘴相反側之端部；及第二孔，其連通於第一孔之側面。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開昭60-94172號公報
[專利文獻2]日本專利實公昭48-34007號公報
[專利文獻3]日本專利特開2011-67756號公報
於習知之液體定量裝置中，存在如下等問題：連接於計 量孔(缸)或切換閥之配管(流路)之數量較多，故於在維護或替換液體之種類時進行的分解、清洗、組裝之作業會花費工時。
又，於計量孔與切換閥遠離地設置之構成中，亦必需使作為壓力傳達介質而發揮作用之液體(非吐出液體)填滿於使該等計量孔與切換閥相連之配管，但非吐出液體係於維護或替換液體之種類時被丟棄，從而存在產生浪費等之問題。
又，若配管較長，則存在自入口至出口為止之期間的壓力損失之增大，又，亦存在相對於活塞之作用的響應性鈍化等之問題。
於具備二個活塞之液體定量吐出裝置中，存在如下等問題：難以使數個活塞間之吐出量變均勻。又，若針對數個活塞均設置驅動機構，則液體定量吐出裝置之容積及重量會增大，從而亦存在如下問題：難以搭載至桌上型塗佈裝置。
因此，本發明之目的在於提供一種可解決上述課題之液體定量吐出裝置、其塗佈裝置及液體定量吐出方法。
本發明之第1態樣係一種液體定量吐出裝置，其係藉由使活塞往復動作而向計量孔內抽吸液體，且排出計量孔內之液體者，其特徵在於具備：接液構件，其具有第1及第2計量孔；第1活塞，其於第1計量孔內密接滑動；第2活塞，其於第2計量孔內密接滑動；供給流路，其與蓄積部連通；排出流路，其與噴嘴連通；切換閥，其配設於接液構件內之空間內，且具有第1位置及第2位置，該第1位置係將第1計量孔與供給流路連通且將第2計量孔與排出流路連通，該第2位置係將第1計量孔與排出流路連通且將第2計量孔與供給流路連通；閥驅動機構，其使切換閥動作；及活塞驅動機構，其使與第1 及第2活塞連結之臂動作；且隔著切換閥而對向配置第1及第2計量孔，將供給流路及排出流路鄰接於切換閥而配置。
本發明之第2態樣係於第1態樣中，上述臂係固定保持上述第1與第2活塞間之距離。
本發明之第3態樣係於第1或第2態樣中，可將內部空間內配置有上述切換閥之接液構件，自液體定量吐出裝置拆卸或安裝至液體定量吐出裝置。
本發明之第4態樣係於第1或第2態樣中，上述接液構件係由1個構件構成。
本發明之第5態樣係於第1或第2態樣中，上述切換閥包含於內部具有二個流路之閥體而構成。
本發明之第6態樣係於第1或第2態樣中，上述閥驅動機構與上述活塞驅動機構係於上述接液部之背面側，在鉛垂方向上鄰接配設。
本發明之第7態樣係於第1或第2態樣中，上述閥驅動機構係配設於上述活塞驅動機構之上方，且包括將動力傳達至上述切換閥之動力傳達構件。
本發明之第8態樣係於第1或第2態樣中，上述活塞驅動機構係配設於上述閥驅動機構之上方，上述閥驅動機構與上述切換閥直接連結。
本發明之第9態樣係於第1或第2態樣中，上述閥驅動機構包括於端部具有凹部或凸部之連接部，與該連接部之凹部或凸部嵌合之凸部或凹部設置於上述切換閥之端部。
本發明第10態樣係於第1或第2態樣中，具備：供給用連接構件，其具有上述供給流路，且可自上述接液構件拆卸或安裝 至上述接液構件；及排出用連接構件，其具有上述排出流路，且可自上述接液構件拆卸或安裝至上述接液構件。
本發明之第11態樣係於第1或第2態樣中，上述接液構件具備：第1氣泡混入防止機構，其包含第1孔與第2孔而構成，該第1孔係與第1計量孔連通且活塞於其內部往復移動，該第2孔係連通於該第1孔之側面；及第2氣泡混入防止機構，其包含第1孔與第2孔而構成，該第1孔係與第2計量孔連通且活塞於其內部往復移動，該第2孔係連通於該第1孔之側面。
本發明之第12態樣係一種塗佈裝置，其具備：如第1或第2態樣之液體定量吐出裝置；壓縮氣體源，其供給用以對蓄積於蓄積容器內之液體施加壓力之壓縮氣體；吐出控制部，其對上述液體定量吐出裝置之各驅動機構及壓縮氣體源氣壓進行控制；工作台，其載置塗佈對象物；XYZ驅動機構，其使上述液體定量吐出裝置與工作台相對地移動；及驅動控制部，其對XYZ驅動機構之動作進行控制。
本發明之第13態樣係於第12態樣中為桌上型。
本發明之第14態樣係一種液體定量吐出方法，其係使用液體定量吐出裝置，藉由使活塞往復動作而向計量孔內抽吸液體，且排出計量孔內之液體，該液體定量吐出裝置係具備：接液構件，其具有第1及第2計量孔；第1活塞，其於第1計量孔內密接滑動；第2活塞，其於第2計量孔內密接滑動；供給流路，其與蓄積部連通；排出流路，其與噴嘴連通；切換閥，其配置於接液構件內之空間內，且具有第1位置及第2位置，該第1位置係將第1計量孔與供給流路連通且將第2計量孔與排出流路連通，該第2位置係將第1計量孔與排出流路連通且將第2計量孔與供給流路連通；閥驅動機構，其使切換 閥動作；及活塞驅動機構，其使與第1及第2活塞連結之臂動作；且，隔著切換閥而對向配置第1及第2計量孔，並將供給流路及排出流路鄰接於切換閥而配置；該液體定量吐出方法之特徵在於具有如下步驟：第1步驟，其係將切換閥設為第1位置，使臂向一個方向移動，藉此向第1計量孔抽吸液體，且自第2計量孔排出液體；第2步驟，其係將切換閥設為第2位置，使臂向與第1步驟相反方向移動，藉此自第1計量孔排出液體，且向第2計量孔抽吸液體；及第3步驟，其係藉由重複實施第1及第2步驟而連續且定量地吐出液體。
根據本發明，可發揮以下之效果。
(1)可減輕進行分解、清洗、組裝之作業之工時。
(2)可大幅減少液體之使用量、特別是壓力傳達介質等非吐出液體之使用量。
(3)可減小壓力損失，較佳地實現響應性。
(4)可容易地將接液部自液體定量吐出裝置拆卸或安裝至液體定量吐出裝置。
(5)可實現活塞之精細之定位，從而可幾乎消除二個活塞．計量孔間之吐出量之差。
(6)可提供一種能搭載至桌上型塗佈裝置且具備二個活塞的小型液體定量吐出裝置。
1‧‧‧吐出裝置
2‧‧‧接液構件
3‧‧‧活塞
4‧‧‧切換閥
5‧‧‧供給流路
6‧‧‧排出流路
7‧‧‧接液部
8‧‧‧閥驅動機構
9‧‧‧活塞驅動機構
10‧‧‧驅動部
11‧‧‧計量孔
12‧‧‧細徑部
13‧‧‧粗徑部
14‧‧‧閥體
15‧‧‧流路
16‧‧‧連通口
17‧‧‧蓄積容器(蓄積部)
18‧‧‧噴嘴
19‧‧‧臂
20‧‧‧臂突出部
21‧‧‧滑件
22‧‧‧壓縮氣體源
23‧‧‧吐出控制部
24‧‧‧密封構件
25‧‧‧密封擠壓構件
26‧‧‧(供給用)連接構件
27‧‧‧(排出用)連接構件
28‧‧‧動力傳達構件
29‧‧‧固定具
30‧‧‧U字狀構件
31‧‧‧溝槽
32‧‧‧突起
33‧‧‧貫通孔
34‧‧‧第1計量孔
35‧‧‧第2計量孔
36‧‧‧第1活塞
37‧‧‧第2活塞
38‧‧‧第1流路
39‧‧‧第2流路
40‧‧‧底板
41‧‧‧固定塊
42‧‧‧塗佈裝置
43‧‧‧X驅動機構
44‧‧‧Y驅動機構
45‧‧‧Z驅動機構
46‧‧‧X移動方向
47‧‧‧Y移動方向
48‧‧‧Z移動方向
49‧‧‧塗佈對象物
50‧‧‧工作台
51‧‧‧壓縮氣體線
52‧‧‧動力線
53‧‧‧控制線
54‧‧‧驅動控制部
55‧‧‧容器
56‧‧‧活塞中心軸線
57‧‧‧閥體中心軸線
58‧‧‧液體材料
59‧‧‧氣泡混入防止機構
60‧‧‧第1孔
61‧‧‧第2孔
62‧‧‧第1密封構件
63‧‧‧第2密封構件
64‧‧‧塊構件
65‧‧‧液體接收部
66‧‧‧密封擠壓板
67‧‧‧第2孔之開放端
68‧‧‧密封構件
69‧‧‧嵌合部
圖1係本發明之第1實施形態之液體定量吐出裝置之模式圖。
圖2係本發明之第1實施形態之接液部之主要部分的剖面前視圖。
圖3係說明本發明之液體定量吐出裝置之驅動部之各驅動機構的配置(1)的側視圖。
圖4係說明本發明之液體定量吐出裝置之驅動部之各驅動機構的配置(2)的側視圖。
圖5係液體定量吐出裝置之接液部裝卸部位之主要部分之放大圖。
圖6係說明液體定量吐出裝置之吐出動作(1)之說明圖。
圖7係說明液體定量吐出裝置之吐出動作(2)之說明圖。
圖8係說明液體定量吐出裝置之吐出動作(3)之說明圖。
圖9係說明液體定量吐出裝置之吐出動作(4)之說明圖。
圖10係說明液體定量吐出裝置之吐出動作(5)之說明圖。
圖11係說明液體定量吐出裝置之吐出動作(6)之說明圖。
圖12係說明液體定量吐出裝置之吐出動作(7)之說明圖。
圖13係本發明之第2實施形態之接液部之主要部分的剖面前視圖。
圖14係本發明之第3實施形態之氣泡混入防止機構之說明圖。此處，(a)係俯視剖面圖，(b)係(a)之AA剖面圖。
圖15係實施例1之液體定量吐出裝置之概略立體圖。
圖16係實施例2之液體定量吐出裝置之概略立體圖。
圖17係實施例3之塗佈裝置之概略立體圖。
以下，對用以實施本發明之形態例進行說明。
[第1實施形態]
圖1係第1實施形態之液體定量吐出裝置之模式圖。本實施形態之液體定量吐出裝置1係主要由接液部7及驅動部10構成，該驅動部 10係由閥驅動機構8及活塞驅動機構9所構成。
又，圖2係第1實施形態之接液部之主要部分之剖面前視圖。
[接液部7]
接液構件2係壁厚之圓筒狀構件，且於內部形成有二個圓柱狀之空間即計量孔11，並且設置有用以配設閥體14之空間。又，於接液構件2，用以連接蓄積容器17之連接構件26(供給流路5)、與用以連接噴嘴18之連接構件27(排出流路6)係隔著閥體14而設置於上下對向位置。藉由更換該連接構件(26、27)，於蓄積容器17或噴嘴18之種類改變，且連接部位之形狀改變之情形時，亦可容易地對應。此處，連接構件(26、27)係只要鄰接於閥體14而配置即可，無需一定隔著閥體14而配置於上下對向位置。
於本實施形態中，為了使數個(此處為二個)活塞3藉由一個活塞驅動機構9而交替地動作，設為如二個活塞3之中心軸線成為同一直線上之機器配置。於供活塞3插入之計量孔11之開口端，設置用以防止液體洩漏之密封構件24，且用以不使該密封構件24脫落之擠壓構件25設置於接液構件2之兩端部。擠壓構件25係卸除容易地構成，從而使密封構件24之更換變得容易。
活塞3係由細徑部12與粗徑部13所構成，且細徑部12之一部分插入至計量孔11內，粗徑部13成為安裝至下文將述之臂19時之把手及停止器。活塞3係一面與計量孔11之內壁密接滑動，一面往復移動，藉此向計量孔11吸入液體、且自計量孔11擠出液體。於細徑部12之粗徑部13側之特定區域內，切入有螺紋，該螺紋部係螺合於設置在臂19前端之孔而固定活塞3。切入有螺紋之特定區域係設 為如下之範圍即可：例如，自與臂19之構件之厚度相同程度至其二倍左右為止。
切換閥4係切換計量孔11與供給流路5及排出流路6之連通。切換閥4具備具有二個內部流路15之閥體14。藉由閥體14選取第1位置及第2位置，而切換連通計量孔11與供給流路5或排出流路6之流路。於本實施形態中，閥體14呈圓柱體狀，且於外周面具有連通於流路15之四個口16。第1位置及第2位置之切換係旋轉閥體14而進行。以下敍述切換閥之動作之詳細內容。
再者，只要可切換二個流路，則亦可並非為如上之圓柱體狀之旋轉閥。例如，亦可藉由在平板上設置成為流路之凹陷而設為在平板上滑動的滑動閥，而選取第1位置及第2位置。
供給流路5係直線狀之流路，且一開口直接或間接地與蓄積液體材料58之蓄積容器17連接，另一開口連接於切換閥4(閥體14)。排出流路6係直線狀之流路，且一開口連接於切換閥4(閥體14)，另一開口連接於釋出液體材料58之噴嘴18。於本實施形態中，以切換閥4為中心而將供給流路5及排出流路6配置於與接液構件2成直角之位置。換言之，設為如下之機器配置：以配置閥體14之空間為中心而使流路呈十字形。與此配合，以二個計量孔11交替地連通於供給流路5與排出流路6之方式，形成閥體14內部之流路。
以上所說明之本實施形態之接液部7係使二個接液構件2隔著切換閥4而以活塞插入側彼此朝向外側之方式配置於同一直線上，並且隔著切換閥4而配置上下之連接構件26、27。如上所述，以切換閥4中心而集中配置各構件，因此發揮如下等效果：可直線性地縮短流路；又，可大幅減少液體之使用量(特別是，壓力傳達介質等除 吐出之液體外之液體之使用量)；又，可減小壓力損失而較佳地實現響應性。
又，由於由一個構件形成接液構件2，因此發揮如下等效果：可減輕進行分解或清洗等作業之工時；可減少組裝時之連接之錯誤。
[驅動部10]
使可動構件動作之驅動部10具備閥驅動機構8、及活塞驅動機構9。
閥驅動機構8係用以使切換閥4之閥體14動作者。於本實施形態中，閥驅動機構8使用旋轉致動器，將旋轉致動器之動力傳達至切換閥4。閥驅動機構8係可使用電動式、空氣式等各種方式者。於切換閥4並非為旋轉式之情形時(例如為滑動式之情形時)，配合該方式而採用適當之閥驅動機構8。
活塞驅動機構9具有支持活塞3之臂19，藉由使臂19往復移動而使活塞3動作。於本實施形態中，為了可實現精細之控制，使用由電動馬達與滾珠螺桿組合而成之構成。作為電動馬達，例如可使用伺服馬達或脈衝馬達等。又，亦可使用線性馬達來取代電動馬達與滾珠螺桿之組合。無論為哪種馬達，均較佳為設為具備編碼器且可精度良好地進行位置之控制者。
支持活塞3之臂19係設為U字形狀，且於向兩端突出之臂突出部20之前端，固定設置有活塞3。各活塞3係以其等細徑部12彼此相向之方式，將細徑部12螺合固定於臂突出部20。將臂19之臂突出部20連結的板狀之連結部係連結於活塞驅動機構9之滑件21且可自如移動。此處，臂19係由一個較硬之構件構成，於往復動作時 形狀亦不變，因此可固定地保持二個活塞間距離(即，自一細徑部12前端至另一細徑部12前端為止之距離)。此處，於將「一個計量孔11之長度」與「閥體14之寬度」相加而得之距離設為上限距離，將「切換閥4之寬度」設為下限距離時，使固定於臂19之活塞間之距離不超過上限，且不低於下限距離。其原因在於，若超過上限距離，則於對臂19進行往復動作時，活塞3會自計量孔11脫落；若低於下限距離，則無法實現動作本身。
[其他要素]
吐出裝置1具備吐出控制部23，該吐出控制部23係對上述二個驅動機構(8、9)之動作進行控制，並且亦對於施加至蓄積於蓄積容器17內之液體材料58之氣壓進行控制。吐出控制部23係與吐出裝置1分別地設置。如上所述，藉由將控制主體集中至一個部位，使得各種參數之設定值之管理變輕鬆。又，於吐出裝置1上連接有壓縮氣體源22，該壓縮氣體源22係供給用以向蓄積於蓄積容器17內之液體材料58施加壓力的壓縮氣體。該壓縮氣體係成為向計量孔11內抽吸液體材料58時之輔助。壓縮氣體源22係經由吐出控制部23而與蓄積容器17連通。
[驅動部之配置關係]
對構成驅動部10之二個驅動機構(8、9)之配置關係進行更詳細的說明。
為了容易自正面裝卸接液部7，於接液部7之背面側鄰接配置二個驅動機構(8、9)較佳。然而，於接液部7，活塞中心軸線56與閥體中心軸線57係處於同一平面上且正交，因此難以單純地橫向並排設置使 其等動作之二個驅動機構(8、9)。因此，藉由以將一個驅動機構與接液部7之各軸線(56、57)位於同一水平面上、將另一個驅動機構重疊於其上的方式立體性地配置，而可於鉛垂方向上大致鄰接地配置二個驅動機構(8、9)。二個驅動機構(8、9)之位置關係係例如可考慮以下二種。
(A)將閥驅動機構配置於上方，將活塞驅動機構配置於下方之構成例
圖3係表示於吐出裝置1中，將閥驅動機構8配置於上方，將活塞驅動機構9配置於下方之構成例。該圖係自裝置側面觀察到之圖，且成為局部透視圖。該圖之左側成為正面側，右側成為背面側。
於該構成例之情形時，活塞驅動機構9係與接液部7之各軸線(56、57)處於同一水平面上，閥驅動機構8處於其上方。由於閥驅動機構8處於上方，因此為了閥驅動機構8與接液部7之連結而設置動力傳達構件28，從而經由動力傳達構件28而將閥驅動機構8之動力傳達至切換閥4之閥體14。活塞驅動機構9與接液部7之連結係由臂19進行，藉由使臂19動作而使活塞3動作。
接液部7係藉由固定具29而固定於固定塊41，固定塊41係設置於U字狀構件30。固定具29係由桿部與直徑大於桿部之固定部構成。本實施形態中，固定具29係使用手旋螺絲，從而能夠以手簡單地擰緊或鬆開。此處，亦可於固定部，設置常見之帶頭螺絲如有「負」或「正」之溝槽、「六角孔」，從而可使用螺絲刀或扳鉗等工具擰緊或鬆開。藉此，較以手擰緊時，可更牢固且確實地固定。
活塞驅動機構9與U字狀構件30之間係隔有間隙，以便臂19實現動作。於該U字狀構件30上，設置有閥驅動機構8。圖3之配置係具有如下等優點：通常，活塞驅動機構9較大(長)且較重，因 此將活塞驅動機構9配置於下方之構成中的重量平衡性較佳；活塞驅動機構9之動作軸與活塞之中心軸線56係處於同一平面上，因此活塞3之定位精度較佳。
(B)將閥驅動機構配置於下方，將活塞驅動機構配置於上方之構成例
圖4係表示於吐出裝置1中，將閥驅動機構8配置於下方，將活塞驅動機構9配置於上方之構成例。該圖係自裝置側面觀察到之圖。該圖之左側成為正面側，右側成為背面側。
於該構成例之情形時，閥驅動機構8與接液部7之各軸線(56、57)處於同一水平面上，活塞驅動機構9處於其上方。活塞驅動機構9與接液部7之連結係藉由臂19而進行。由於活塞驅動機構9處於上方，因此自活塞驅動機構9延伸之臂係以如下方式構成：於中途向下方彎曲，臂突出部20向下方傾斜而延伸。與圖3之情形不同地，閥驅動機構8與接液部7係直接連結而其間未介裝有動力傳達構件28。
接液部7係藉由固定具29而固定於U字狀構件30上。亦可經由塊狀構件(台)來固定接液部7與U宇狀構件30。活塞驅動機構9係設置於U字狀構件30上。
圖4之配置係具有如下等優點：於接液部7與驅動部10之間，未介裝有動力傳達構件28，因此可縮小裝置前後之寬度，且可減輕裝置重量；可直接驅動切換閥4，因此閥相對於切換動作之響應性較佳。
使用上述二個構成例中之哪一個係根據所要求之性能或使用之狀況等而適當選擇。然而，無論採用上述二個構成例中之哪一個，均可設為於接液部7之背面側設置二個驅動機構(8、9)之構成，因此於自正面進行接液部7之裝卸作業時，可順利地進行作業。
[接液部與驅動部之裝卸]
較佳為，設置用以使切換閥4與閥驅動機構8(或者動力傳達構件28)之連接．裝卸變得容易之構成。較佳為，即便不使用螺絲等緊固手段，亦可僅藉由嵌合而傳達動力，例如設為如下構成：如圖5所示，於切換閥4之側面設置溝槽31，於閥驅動機構8(或者動力傳達構件28)之端部設置突起32，並且使其等彼此嵌合。於圖5中，將溝槽31及突起32構成為剖面橢圓形狀，但並不限定於此，只要設為至少一面為平面即可，或者就剖面而言，只要設為至少一邊成為直線即可。例如，可考慮剖面呈「半圓形或半橢圓形」、「多邊形」者等。又，以成為如上之形狀之方式形成溝槽31及突起32亦具有如下優點。即，閥體14之溝槽31之朝向與形成於閥體內部之流路15係以具有特定的位置關係之方式形成，藉此即便觀察不到接液構件2之內部，亦可僅藉由嵌合溝槽31與突起32而決定閥體14之進行連通之口16之位置或者朝向。
本實施形態中，於接液構件2中，設置有用以插入固定具29之貫穿孔33，該位置係為不與計量孔11干涉且隔著切換閥4而對稱之二處。接液部7與驅動部10係藉由2根固定具29而固定，該2根固定具29係由桿部與固定部構成。於本實施形態中，接液構件2由一個構件所構成，於接液構件2內配置有閥體14，且亦固定有連接構件26及27，因此關於接液部7之裝卸之作業較為容易。
以下，對接液部7之具體之裝卸順序進行說明。
(1)安裝
首先，將固定具29插入於接液構件2之貫穿孔33內而安裝且固 定於驅動部10。此時，亦一併進行閥體14之溝槽31與閥驅動機構8(或者動力傳達構件28)之突起32的嵌合(參照圖5)。繼而，於將活塞3穿過臂19之前端之孔後，插入至接液構件2之活塞插入口。接著，將形成於活塞細徑部12之粗徑部13側之螺紋部分螺合固定於臂19之前端。對2個活塞3進行該螺合固定。藉由以上操作，完成接液部7向驅動部10之安裝。為了進行吐出，將裝入有液體之蓄積容器17安裝於連接構件26，進而將各驅動機構(8、9)連接於吐出控制部23。較佳為，噴嘴18係於安裝作業前預先安裝。
(2)卸除
於卸除之情形時，可按照與上述(1)相反之順序進行。首先，拆除蓄積容器17與吐出控制部23之連接。較佳為，噴嘴18係於卸除作業之最後卸除。繼而，轉動活塞3而鬆開螺絲，從而自接液構件2及臂19之前端之孔拔除活塞3。對2個活塞3進行該拔除。接著，拆除固定具29而自驅動部10拆除接液構件2。藉由以上操作，完成卸除作業。較佳為，於開始作業前，將吐出裝置1內之液體材料58吐出而使其變空。其原因在於，避免液體材料58附著於作業者之手或衣服之情形，亦避免污染作業場所之情形。
於以上之裝卸作業中，在活塞3或固定具29之固定部，設置有把手部分，因此亦可藉由手工作業而容易地進行作業。又，即便需要工具，亦無需專用之特殊之工具，可藉由普通之工具容易地進行作業。對本實施形態之裝置與申請人製造之習知品進行比較，結果可將分解．組裝之時間自約5分鐘縮短至約3分鐘。
[吐出動作]
一面參照圖6至圖12，一面對吐出動作進行說明。再者，圖6至圖12係僅簡化描繪接液部7之主要部分。
接液部7之初始狀態係如下。活塞3係設為任一方完全進入接液構件2內之狀態。又，切換閥4係設為處於如下位置之狀態：將活塞3完全進入之計量孔11與供給流路5連通，且將活塞3完全退出之計量孔11與排出流路6連通。具體而言，例如將圖6之狀態設為初始狀態。吐出裝置1係設為未供給有液體之處於空狀態者。
處於圖6至圖12之左側的活塞3及計量孔11係稱為「第1活塞36」及「第1計量孔34」，處於右側之活塞3及計量孔11係稱為「第2活塞37」及「第2計量孔35」。又，將以初始狀態(圖6)連通於第1計量孔34之切換閥4內部之流路稱為「第1流路38」，將連通於第2計量孔35之切換閥4內部之流路稱為「第2流路39」。進而，將切換閥4位於圖6之狀態時稱為「第1位置」，將切換閥4位於向順時針旋轉90度之圖8之狀態時稱為「第2位置」。
(1)開始向第1計量孔之供給(圖6)
若向未圖示之蓄積容器17供給壓縮氣體，則液體材料58自供給流路5通過切換閥4內部之第1流路38而向第1計量孔34流入。此處，向蓄積容器17供給壓縮氣體而對液體材料58施加壓力之原因在於，為了順利地向計量孔供給液體材料58，較佳為，壓力之施加係設為僅於活塞抽吸步驟時進行。
(2)第1活塞抽吸步驟(圖7)
若藉由活塞驅動機構9而使第1活塞36向自第1計量孔34內退出之方向移動，則藉由施加於蓄積容器17之壓力與第1活塞36之退出動作之作用，而向第1計量孔34內抽吸液體材料58。此時，各活塞係以二個活塞(36、37)間之距離成為固定之方式藉由臂19而固定，因此伴隨第1活塞36之移動，第2活塞37進入至第2計量孔35內。然而，於該時間點，第2計量孔35仍為空，因此不會排出液體材料58。若抽吸動作結束，則停止向蓄積容器17施加壓力。
(3)閥切換及開始向第2計量孔之供給(圖8)
使閥驅動機構8動作而使切換閥4順時針地向第2位置旋轉90度，該第2位置係將第1計量孔34與排出流路6連通、且將第2計量孔35與供給流路5連通。接著，若向蓄積容器17內之液體材料58施加壓力，則液體材料58係自供給流路5通過切換閥4內部之第1流路38而向第2計量孔35流入。
(4)第2活塞抽吸步驟及第1活塞排出步驟(圖9)
若藉由活塞驅動機構9而使第2活塞37向自第2計量孔35內退出之方向移動，則藉由施加於液體材料58之壓力與第2活塞37之退出動作之作用，液體材料58被抽吸至第2計量孔35內。此時，各活塞係以二個活塞(36、37)間之距離成為固定之方式藉由臂19而固定，因此伴隨第2活塞37之移動，第1活塞36進入至第1計量孔34內，從而自排出流路6通過噴嘴18排出於(2)中所抽吸之液體材料58。此時，較佳為，於排出流路6(噴嘴18)之下方，具有接收所排出之液體材料58之排出用容器等。若抽吸動作結束，則停止壓力之施加。
(5)閥切換(圖10)
使閥驅動機構8動作而使切換閥4逆時針地向第1位置旋轉90度，該第1位置係將第1計量孔34與供給流路5連通、且將第2計量孔35與排出流路6連通。
至此為止，完成吐出動作之準備。即，所有流路均被液體填滿。
(6)吐出動作1：第2活塞排出步驟及第1活塞抽吸步驟(圖11)
藉由活塞驅動機構9而使第1活塞36向自第1計量孔34內退出之方向移動，並且使第2活塞37向進入至第2計量孔35內之方向移動。藉此，液體材料58自供給流路5，通過切換閥4內部之第1流路38而被抽吸至第1計量孔34內，並且第2計量孔35內之液體材料58通過切換閥4內部之第2流路39而自排出流路6排出(吐出)。
若活塞(36、37)之移動結束，則使閥驅動機構8動作而使切換閥4順時針地向第2位置旋轉90度，該第2位置係將第1計量孔34與排出流路6連通、且將第2計量孔35與供給流路5連通。
(7)吐出動作2：第1活塞排出步驟及第2活塞抽吸步驟(圖12)
其係與上述(6)大致相同之動作，但左右活塞(36、37)之動作相反。
藉由活塞驅動機構9而使第1活塞36向進入至第1計量孔34內之方向移動，並且使第2活塞37向自第2計量孔35內退出之方向移動。藉此，第1計量孔34內之液體材料58通過切換閥4內部之第2流路39，自排出流路6通過噴嘴18而排出(吐出)，並且液體材料58自供給流路5，通過切換閥4內部之第1流路38而被抽吸至第2計量 孔34內。
若活塞(36、37)之移動結束，則使閥驅動機構8動作而使切換閥4逆時針地向第1位置旋轉90度，該第1位置係將第1計量孔34與供給流路5連通、且將第2計量孔35與排出流路6連通。
以後，於持續進行吐出之情形時，重複上述(6)與(7)之動作直至到達預先設定之蓄積容器17內之液體材料58的殘餘量之下限、或液體材料58之適用期等為止。
如上所述，藉由設置數個(此處為二個)活塞及計量孔，可交替地進行吐出與抽吸，且無需每次進行抽吸時停止吐出，因此可於連續地進行吐出時，減少浪費之時間而謀求時間縮短。
[第2實施形態]
第2實施形態係於由數個構件構成接液構件2之方面，與第1實施形態存在差異。於圖13中，表示本發明之液體定量吐出裝置之接液部之主要部分的剖面圖。此處，圖13係自裝置正面觀察到之圖，且係如下之圖：以通過接液構件2中心之面切斷接液構件2、連接構件26、連通於該連接構件26之蓄積容器17、連接構件27、連通於該連接構件27之噴嘴18、及切換閥4。以下，除接液構件2外之要素係與第1實施形態相同之構成，故省略說明。
本實施形態之接液構件2係由3個接液構件2a~2c構成。於接液構件2a及2c內設有作為抽吸液體並暫時儲存之流路而發揮作用的計量孔11。於接液構件2b內設置有配置閥體14之空間。於與接液構件2a~2c相互嵌合之部分69，配設有密封構件68。嵌合部69例如可採用螺絲或嚙合件等。
以上所說明之本實施形態之接液部7係容易將計量孔11更換成流路長度或直徑不同者。
又，與第1實施形態相同地，以切換閥4為中心而集中配置各構件，因此可發揮如下等效果：可直線性地縮短流路；又，可大幅減少液體之使用量(特別是，壓力傳達介質等除吐出之液體外之液體之使用量)；又，可減小壓力損失而較佳地實現響應性。
[第3實施形態]
第3實施形態係於具備氣泡混入防止機構．方法之方面，與第1實施形態存在差異。圖14係本發明之第3實施形態之氣泡混入防止機構之說明圖。此處，(a)係俯視剖面圖，(b)係(a)之AA剖面圖。以下，除氣泡混入防止機構外之要素係與第1實施形態相同之構成，故省略說明。
活塞式(柱塞式)吐出裝置中，若進行向計量孔內填充液體材料58之操作，則發生如下等情形：由於因活塞(柱塞)後退移動引起的壓力之下降而產生氣泡；或於流路內之角部等且為未填滿有液體材料58之部分殘留氣泡。若於液體材料58中混入有氣泡，則受到氣泡之壓縮性之影響，而使液體材料58相對於活塞(柱塞)移動量之吐出量不穩定，從而無法進行精密之吐出。特別是，按照自空狀態至填滿液體為止的順序時(就上述[吐出動作]而言為(1)~(5))，容易使流路內殘留氣泡。因此，設置圖14所示之氣泡混入防止機構。
圖14之氣泡混入防止機構係包含如下之構件而構成：第1孔60，其與計量孔11連通，且活塞3於其內部往復移動；第1密封構件62，其設置於第1孔60之噴嘴側之端部；第2密封構件63， 其設置於第1孔之與噴嘴相反側之端部；及第2孔61，其連通於第1孔之側面。進而，第一孔60之內周係較活塞3之外周更大地構成，又，第一密封構件62及第二密封構件63之內周係與活塞3之外周實質上為相同之大小，且第一密封構件62及第二密封構件63之外周係較第一孔60之內周更大地構成。除此之外，於第二孔61之與第一孔60相反側(第二孔之開放端67側)，設置有液體接收部65。
而且，於如上所述般構成之機構中，執行第一步驟、第二步驟、及第三步驟，藉此可防止氣泡之混入，該第一步驟係於將液體材料58填滿至計量孔11時，使活塞3於第二孔61與第一孔60連通之端部之外端位置、與第二密封構件63之間移動，該第二步驟係向計量孔11供給液體材料58直至液體材料58至少自第二孔61之與第一孔60為相反之端部67溢出為止，該第三步驟係使活塞3移動直至抵接於第一密封構件62為止。於本實施形態之情形時，將該氣泡混入防止機構分別設置於二個計量孔11之與切換閥4相反側之端部即可。藉此，可防止氣泡混入至計量孔11內。
又，亦可不設置如上之氣泡混入防止機構而實施去除氣泡之簡易之方法。即，可按照以下之順序，簡易地去除氣泡。
第1，除上述[吐出動作](2)之動作外，於動作後，卸除第1活塞36而再次向液體材料58施加壓力。接著，於液體材料58自第1計量孔34之活塞插入側溢出時，停止壓力之施加而向該第1計量孔34插入第1活塞36。
又，第2，除上述[吐出動作](4)之動作外，於動作後，卸除第2活塞37而再次向液體材料58施加壓力。接著，於液體材料58自第2計量孔35之活塞插入側溢出時，停止壓力之施加而向該第2計量孔35 插入第2活塞37。
追加以上之二個操作即可。藉此，可防止氣泡混入至流路內。再者，於使液體材料58溢出之情形時，需要於其下部，設置用以接收液體材料58之排出用容器等。可兼作於吐出動作時使用之排出用容器。
藉由使用上述機構或方法而防止氣泡向流路內之混入，可不受氣泡之壓縮性之影響，而使液體材料58相對於柱塞(活塞)移動量之吐出量穩定，從而精度良好地進行吐出。對本實施形態之裝置與申請人製造之習知品進行比較，針對吐出量之不均，可將精度自約±7%提高至約±3%。
以下，藉由實施例而對本發明之詳細內容進行說明，但本發明不受實施例之任何限定。
[實施例1]
實施例1之吐出裝置1係將於實施形態中所說明之、具備驅動部10(參照圖3)之吐出裝置1具體化者，該驅動部10係將閥驅動機構8配置於上方，將活塞驅動機構9配置於下方之構成。於圖15中，表示實施例1之吐出裝置之概略立體圖。
於裝置正面配置有接液部7，該接液部7係由接液構件2、活塞3、切換閥4、蓄積容器17、噴嘴18等所構成。於接液部7之背面配設有驅動部10，該驅動部10係由閥驅動機構8、活塞驅動機構9所構成。以下，對於構成與實施形態相同之要素，省略說明而對不同之要素進行說明。
接液部7具備：接液構件2；二個活塞3，其於接液構件2之內部密接滑動；切換閥4；連接構件26，其具有供給流路5；及連接構件27，其具有排出流路6。於接液構件2內，以切換閥4為中 心，活塞3插入側係以彼此朝向外側之方式配設於同一直線上。又，供給流路5及排出流路6係上下對向，且配設於與接液構件2成直角之方向上。
驅動部10具備閥驅動機構8、及活塞驅動機構9。閥驅動機構8係配設於安裝於底板40的U字狀之支持構件30上。活塞驅動機構9係配設於U字狀之支持構件30之凹陷內。於活塞驅動機構9，配設有滑件21，於滑件21上固定設置有固定活塞3之臂19。滑件21及臂19係以不與U字狀之支持構件30之內側壁面接觸之方式安裝，從而可於支持構件30之凹陷內自如移動。換言之，U字狀之支持構件30係具有如下之腳之長度(凹陷之深度)：超過將活塞驅動機構9與滑件21之厚度與臂19之厚度相加所得之厚度。藉由相關之構成，可防止滑件21及臂19與支持構件30接觸而阻礙動作、或因摩擦而產生垃圾等。
於本實施例中，閥驅動機構8處於活塞驅動機構9之上方，因此需要用以向切換閥4之閥體14傳達閥驅動機構8之動力的機構。因此，本實施例係將皮帶及皮帶支承軸(未圖示)作為動力傳達構件28而向切換閥4之閥體14傳達旋轉致動器之動力。此處，動力傳達構件28並不限定於皮帶，例如亦可使用鏈條、或齒條與小齒輪等。動力傳達構件28係非接觸地通插至可裝卸地固定設置於支持構件30之俯視時呈Y字狀之固定塊41與支持構件30之間之空間。皮帶支承軸係通插於固定塊41，且於軸端具有突起32(參照圖5)。於閥體14設置有與突起32卡合之溝槽31。於接液構件2設置有二個貫通孔33，藉由二個固定具29而固定至固定塊41，該二個固定具29係由桿部與固定部所構成(參照圖3)。
再者，較佳為，驅動部10係由罩體覆蓋。其原因在於，防止將手或工具等捲入滑件21或動力傳達構件(皮帶)28等運轉之部分，又，防止附著垃圾或較小之零件等對動作造成阻障之異物。
[實施例2]
實施例2之吐出裝置1係將於實施形態中所說明之、具備驅動部10(參照圖4)之吐出裝置1具體化者，該驅動部10係將閥驅動機構8配置於下方，將活塞驅動機構9配置於上方之構成。於圖16中，表示實施例2之吐出裝置之概略立體圖。實施例2係各驅動機構(8、9)之配置、及各驅動機構(8、9)與接液部7之連接之態樣與實施例1不同。以下，僅對與實施例1不同之方面進行說明。
於本實施例中，活塞驅動機構9處於閥驅動機構8之上方，因此需要用以向活塞3傳達活塞驅動機構9之動力之機構。另一方面，亦存在如下要求：儘可能地減少構成接液部7之零件。因此，本實施例係採用彎曲形狀之臂19而向活塞3傳達活塞驅動機構9之動力。具體而言，臂19兩端之突出部20係設為向下方傾斜之形狀，以便活塞3自如滑動地固定於接液部7之計量孔之中心軸線上，藉此傳達活塞驅動機構9之動力。此處，亦可採用直線狀之臂19，並且採用以傾斜姿勢固定活塞驅動機構9本身之U字狀構件30，而並非採用彎曲之形狀之臂19。
接液構件2係可裝卸地固定在固定設置於U字狀構件30之塊狀構件41上。接液構件2之固定係與實施例1相同地，以如下方式進行：將二個固定具29通插至設置於接液構件2之二個貫通孔33。又，於塊狀構件41，設置有供閥驅動機構8之動力軸通插之貫通孔。於閥驅動機構8之動力軸端設置有突起32，於閥體14上設置有供 突起32嵌合之溝槽31。再者，此處是否設置塊狀構件41係根據自活塞驅動機構9至活塞3為止之距離等而適當選擇的事項。較佳為，於實施例2中，與實施例1相同地，亦由罩體覆蓋驅動部10。
[實施例3]
實施例3係關於一種搭載有實施例1之吐出裝置的桌上型塗佈裝置。於圖17中，表示實施例3之塗佈裝置之概略立體圖。
本實施例之塗佈裝置42包括：X驅動機構43，其可於符號46方向上移動；Y驅動機構44，其可於符號47方向上移動；及Z驅動機構45，其可於符號48方向上移動。吐出裝置1係設置於Z驅動機構45上，Z驅動機構45係設置於X驅動機構43上。又，於Y驅動機構44上，設置有載置塗佈對象物49之工作台50。即，可使吐出裝置1相對於塗佈對象物49而於XYZ方向(46、47、48)上相對移動。
又，於塗佈裝置42中設置有吐出控制部23，吐出裝置1係通過吐出控制部23而自壓縮氣體線51供給用以壓送液體材料58之壓縮氣體，且自動力線52供給用以驅動活塞3或閥4之動力。又，吐出控制部23係可對吐出裝置1之活塞3之移動距離或移動速度等進行控制而控制吐出量。進而，吐出控制部23係亦藉由控制線53而與對XYZ之各驅動機構(43、44、45)之動作進行控制之驅動控制部54連接，因此可配合XYZ之各驅動機構(43、44、45)之動作而進行吐出。
於將液體材料58填滿至吐出裝置1內之空流路之準備階段中(參照圖6至圖12)，存在排出液體材料58之操作，因此較佳為，將接收排出之液體材料58之容器55設置於基台上。本實施例之容器55之上表面係以易於接收液體材料58之方式開口。而且，將該容器55設置於吐出裝置1之移動範圍內，且設置於不干涉工作台50之移動 之位置。於塗佈對象物49較小、且工作台50上之空間存在富餘之情形時，亦可設置於工作台50上。所排出之液體材料58係可藉由手動進行處理，亦可藉由自動進行處理。於藉由手動進行處理之情形時，使容器55自如裝卸，而於被液體材料58填滿時將其卸除而進行排出。於藉由自動進行處理之情形時，將配管連接至容器55，藉由泵等之作用而向其他容器等排出。
1‧‧‧吐出裝置
2‧‧‧接液構件
3‧‧‧活塞
4‧‧‧切換閥
5‧‧‧供給流路
6‧‧‧排出流路
7‧‧‧接液部
8‧‧‧閥驅動機構
9‧‧‧活塞驅動機構
10‧‧‧驅動部
11‧‧‧計量孔
12‧‧‧細徑部
13‧‧‧粗徑部
14‧‧‧閥體
15‧‧‧流路
16‧‧‧連通口
17‧‧‧蓄積容器(蓄積部)
18‧‧‧噴嘴
19‧‧‧臂
20‧‧‧臂突出部
21‧‧‧滑件
22‧‧‧壓縮氣體源
23‧‧‧吐出控制部
24‧‧‧密封構件
25‧‧‧密封擠壓構件
26‧‧‧(供給用)連接構件
27‧‧‧(排出用)連接構件
33‧‧‧貫通孔
56‧‧‧活塞中心軸線
57‧‧‧閥體中心軸線
58‧‧‧液體材料

Claims (12)

  1. 一種液體定量吐出裝置，其係藉由使活塞往復動作而將液體抽吸至計量孔內，且排出計量孔內之液體者；其特徵在於其具備：接液構件，其具有第1及第2計量孔；第1活塞，其於第1計量孔內密接滑動；第2活塞，其於第2計量孔內密接滑動；供給流路，其與蓄積部連通；排出流路，其與噴嘴連通；切換閥，其配設於接液構件內之空間，且具有第1位置及第2位置，該第1位置係將第1計量孔與供給流路連通且將第2計量孔與排出流路連通，該第2位置係將第1計量孔與排出流路連通且將第2計量孔與供給流路連通；閥驅動機構，其使切換閥動作；供給用連接構件，其具有供給流路，可拆卸或安裝地被配置於接液構件之上部，且用以連接蓄積容器；排出用連接構件，其具有上述排出流路，可拆卸或安裝地被配置於接液構件之下部，且用以連接噴嘴；及活塞驅動機構，其使可卸除地連結有第1及第2活塞之臂進行動作；可將上述接液構件相對於液體定量吐出裝置進行拆卸或安裝，隔著切換閥而對向配置第1及第2計量孔，並將第1及第2活塞可拔除地配置於第1及第2計量孔，將供給流路及排出流路鄰接配置於切換閥。
  2. 如申請專利範圍第1項之液體定量吐出裝置，其中，上述臂係將上 述第1與第2活塞間之距離保持為一定。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之液體定量吐出裝置，其中，上述接液構件係構成為具備有：內設有第1計量孔之構件；內設有第2計量孔之構件；及具有配置構成上述切換閥之閥體的空間之構件。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之液體定量吐出裝置，其中，上述接液構件係由1個構件構成。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之液體定量吐出裝置，其中，上述切換閥係構成為包含有於內部具有二個流路之閥體。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之液體定量吐出裝置，其中，上述閥驅動機構與上述活塞驅動機構係於上述接液構件之背面側，在鉛垂方向上鄰接配設。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之液體定量吐出裝置，其中，上述閥驅動機構係配設於上述活塞驅動機構之上方，且具備將動力傳達至上述切換閥之動力傳達構件。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之液體定量吐出裝置，其中，上述活塞驅動機構係配設於上述閥驅動機構之上方，上述閥驅動機構與上述切換閥係直接聯結。
  9. 如申請專利範圍第1或2項之液體定量吐出裝置，其中，上述閥驅動機構具備有於端部具有凹部或凸部之連接部，且與該連接部之凹部或凸部嵌合之凸部或凹部係設置於上述切換閥之端部。
  10. 如申請專利範圍第1或2項之液體定量吐出裝置，其中，上述接液構件具備有：第1氣泡混入防止機構，其構成為包含第1孔及第2孔，該第1孔係與第1計量孔連通且活塞於其內部進行往復移動，該第2孔係連通於該第1孔之側面；及第2氣泡混入防止機構，其 構成為包含第1孔及第2孔，該第1孔係與第2計量孔連通且活塞於其內部進行往復移動，該第2孔係連通於該第1孔之側面。
  11. 一種塗佈裝置，其具備有：申請專利範圍第1或2項之液體定量吐出裝置；壓縮氣體源，其供給用以向蓄積於蓄積容器內之液體施加壓力之壓縮氣體；吐出控制部，其對上述液體定量吐出裝置之各驅動機構、及壓縮氣體源氣壓進行控制；工作台，其載置塗佈對象物；XYZ驅動機構，其使上述液體定量吐出裝置與工作台相對地移動；及驅動控制部，其對XYZ驅動機構之動作進行控制。
  12. 如申請專利範圍第11項之塗佈裝置，其為桌上型。
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